大气视宁度数值计算方法研究

鉴于中国天文选址的重要意义和实际需求，提出开展中国地域的大气视宁度数值计算方法研究。利用大气模型数值计算得到天文台址的气象参数，然后以折射率结构常数参量化模型计算天文台址的视宁度参数，已证实是一种可行的台址评价方法。通过Cn2廓线参量化模型和大气模型数值计算，能够获得台址区域的气象要素、大气视宁度、大气相干时间、等晕角、湍流活动外尺度的分布和变动情况,其成熟可靠的应用将为天文选址工作带来极大便利：1）用于进行全国大范围的大气视宁度选址调查, 2）用于研究大气视宁度的长期变化，3）用于各地天文台站大气光学特性的横向比较，4）用于自适应光学、干涉测量等高分辨成像技术的天文观测，5）用于超大型望远镜台站的观测预报。项目实施将有利于发展西部选址的研究成果，极大提高天文选址远程研究技术，满足后期太阳选址和空间项目的选址需求，加快选址进程。

基于天文选址和地基对空观测的应用需求，发展完成一套基于WRF中尺度气象模式的适用于中国地域的视宁度数值计算模型和预测系统，已在多地域进行了有效验证，得到相关领域的积极肯定并在后续项目中得到应用。利用该模型计算方法开展了国内天文台站的大气光学湍流特征进行研究，包括兴隆站、高美古站和西藏阿里站；获得了全国范围的光学湍流分布及其季节变化情况，包括视宁度、等晕角、相干时间等湍流参数，对于大范围搜寻优良的候选台址有重要的指导意义；研究了优选区域的大气光学湍流的分布及季节变化，同时模型计算获取风速风向、水汽、云量等站址评价参数，包括西藏阿里、新疆伊宁、青海海西、川西高原等区域；实现了提前3天预报局地视宁度时空分布情况，用于优化选取观测目标和终端设备，提前掌握激光器发射时机。项目实施中积累的全国地域视宁度普查和局地台站研究结果，可广泛用于指导后续的地面站选址工作。